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第十八章 电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
目录
知识梳理
01
课堂演练
02
课堂检测
03
课程要求 会使用电流表、电压表测量小灯泡的电功率
探究实验 测量小灯泡的电功率
课时重点 伏安法测小灯泡的电功率
课时难点 利用实验得到的数据描绘出U-I图象
知识点 测量小灯泡的电功率
知识梳理
P=UI
1. 实验原理:_____________。
测量小灯泡
的电功率
2. 实验原理图:如图18-3-1所示。
图18-3-1
3. 实验器材: _____________、电源、______________、开关、_____________、电流表和若干导线等。
小灯泡
滑动变阻器
电压表
知识点1 测量小灯泡的电功率
课堂演练
【典例】如图18-3-2所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
图18-3-2
如答图18-3-1所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图18-3-2甲中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时,小灯泡变暗)
答图18-3-1
(2)某小组连接好电路后,检查连线正确,但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是_____________________________________________ 。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表的示数如图18-3-2乙所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将图中的滑片P向_____________(填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如图18-3-2丙所示,则小灯泡的额定功率为_____________W。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处
A
0.8
(3)测出小灯泡的额定功率后,某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半,发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一,其原因是_______________________________________ 。
灯泡电阻随温度变化而发生变化
(4)若将小灯泡换成定值电阻,且电路连接完好,还可以完成的实验是_____________(填字母)。
探究电流与电压的关系
B. 探究电流与电阻的关系
A
【变式拓展】在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为8 Ω。
(1)在图18-3-3甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
图18-3-3
如答图18-3-2所示。
答图18-3-2
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了_____________(填“短路”或“断路”)。
断路
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图18-3-3乙所示,为_____________V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向_____________(填“左”或“右”)端移动。
2.2
右
图18-3-3
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图18-3-3丙所示的I-U图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是_____________W。
0.75
图18-3-3
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图18-3-4所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
图18-3-4
①______________________________________________
_______________________;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额=_____________W。
闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,
使电流表示数I1=I额
R0(I-I额)I额
思路点拨:理解记忆课本上测量小灯泡电功率的电路图,会正确使用滑动变阻器,判断电路出现的问题原因。 理解实验原理P=UI,利用电压表、电流表测出电压、电流,同时利用滑动变阻器改变电压、电流和保护电路,知道小灯泡的U-I曲线不是直线的原因是因为小灯泡的电阻发生了变化。
课堂检测
B
限时10分钟 总分30分_ 得分____
1. (4分)在做“测定小灯泡额定功率”的实验中,手移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应看着( )
电流表
B. 电压表
C. 小灯泡
D. 开关
连接电路时开关没有断开
2. (4分)小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接电路中的最后一根导线时,灯泡就发光了,而且很亮,则其实验时存在的不规范或不妥当的地方是_____________________ 、_______________________ 。
滑动变阻器没有连入最大值
0.2
3. (2分)如图18-3-5所示为电子式电能表,将某用电器单独接在该电能表上正常工作30 min,电能表指示灯闪烁了320次,该用电器的额定功率是_______kW。
图18-3-5
如答图18-3-3所示。
4. (8分)小明要测量额定电压为2.5 V的小灯泡的功率。
(1)如图18-3-6所示,电路图中没有标明电流表、电压表,请在相应圆圈内填入字母“A”“V”完成电路图。
实验序号 1 2 3
电压U/V 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.22 0.24 0.26
图18-3-6
答图18-3-3
b
A
0.6
(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到_____________端。
(3)小明测量的数据如表格所示,三次测量比较,小灯泡亮度变化情况是_____________(填字母)。
A. 变亮 B. 变暗 C. 不变
(4)小灯泡的额定功率为_____________W。
5. (6分)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3 V,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
电压表串联在电路中
(1)在如图18-3-7甲所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是___________________,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路。
如答图18-3-4所示。
图18-3-7
答图18-3-4
增大
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U图象如图18-3-7乙所示,由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而_____________,滑动变阻器的规格应选择_____________(填字母)。
A. 10 Ω1 A B. 15 Ω1 A C. 25 Ω1 A D. 30 Ω1 A
C
图18-3-7
不合理
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法___________(填“合理”或“不合理”),理由是
______________________________________________。
灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比
6. (6分)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3 V)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5 V的灯泡、滑动变阻器(20 Ω、1 A)、导线若干。
(1) 以画线代替导线,将图18-3-8甲中的实物图连接完整。(要求:滑片向左移动时小灯泡变亮)
如答图18-3-5所示。
图18-3-8
答图18-3-5
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图18-3-8乙所示,其原因是__________________________ 。
没有将电流表的指针调零
图18-3-8
(3) 问题解决后,第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图18-3-8丙所示,则小灯泡的额定功率为_____W。
0.625
图18-3-8
(4) 第一小组的同学在实验中还发现,电压表与电流表示数的比值变大,原因是
_______________________________________ 。
灯丝电阻随着温度的升高而增大
(5) 第二小组的同学在准备进行实验时,发现电压表坏了,他们找到了一个阻值为10 Ω的定值电阻R0,设计了如图18-3-8丁所示的电路,也顺利地完成了实验:
①先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1,则I1=_____________A;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2,则小灯泡的额定功率P额=__________。(用U额、I1和I2表示)
0.25
U额(I2-I1)
图18-3-8